400行代码实现的轻量级MySQL本地Key-Value缓存示例

本文档详细介绍了如何在MySQL环境下实现一种轻量级的本地Key-Value缓存。作者注意到市面上常见的内存型缓存如Memcache和Redis通常作为独立服务运行，但在某些场景下，如需要轻量级、嵌入式且易于管理的缓存，这些工具可能过于复杂。因此，作者开发了一个仅需400行代码的简单缓存解决方案，具有以下特点： 1. **性能高效**：该缓存设计针对性能进行了优化，当存储的value长度不超过1KB时，测试表明每秒可以处理高达200万次的插入操作，显示出很高的读写速度。 2. **内存管理优化**：由于缓存是基于文件映射的，避免了malloc和free带来的内存分配与释放问题，减少了内存泄漏和碎片化的风险。 3. **持久性**：即使服务中断，本地文件缓存的数据仍会保留，当服务重启时，这部分数据不会丢失。即使机器崩溃，只要数据未完全损坏，数据依然可用。 4. **部分LRU实现**：虽然没有全局的Least Recently Used (LRU)淘汰算法，但局部链表机制可以在一定程度上实现类似的效果，即最近最少使用的数据会被替换。 5. **稳定性与可靠性**：经过实践验证，这个缓存方案已经在多个项目中使用，并且在大规模线上环境中（几十台服务器）运行超过半年，表现出良好的稳定性和可靠性。 6. **通用性**：与传统的Key-Value缓存不同，这个实现支持非字符串形式的键值对，例如类或结构体对象，提高了灵活性和适用性。 以下是核心的代码片段，展示了HashTable模板类的实现，它包括构造函数、析构函数以及Add方法： ```cpp template<typename K, typename V> class HashTable { public: // 构造函数，设置表名、长度和节点总数 HashTable(const char* tablename, uint32_t tableLen, uint32_t nodeTotal); // 析构函数，释放资源 virtual ~HashTable(); // 添加键值对，获取节点ID并进行相应操作 bool Add(K& key, V& value) { AutoLock autoLock(m_MutexLock); // 检查键是否存在 uint32_t nodeId = GetIdByKey(key); if (nodeId != m_InvalidId) return false; // 获取空闲节点 nodeId = GetFreeNode(); if (nodeId == m_InvalidId) return false; // 计算哈希码 uint32_t hashCode = key.HashCode(); Entry* tmpNode = m_EntryAddr + nodeId; tmpNode->m_Key = key; tmpNode->m_Code = hashCode; tmpNode->m_Value = value; // ... 其他可能的插入操作和错误处理 } // ... private: // 省略其他成员变量和辅助函数 }; ``` 通过以上分析，我们可以看出，本文档提供了一种基于MySQL的轻量级Key-Value缓存解决方案，它在性能、内存管理和持久性方面都做出了优化，适合于对资源占用和稳定性有较高要求的场景。